大約 40 年前，開關(guān)電源開始量產(chǎn)，開關(guān)電源再次充斥其中。 然而，由于開關(guān)電源的電流僅流過超過整流電路整流電壓的交流輸入電壓，因此在交流波形中發(fā)生諧波失真，在設(shè)備故障等環(huán)境方面出現(xiàn)問題。 為了改善這種情況，PFC（功率工廠控制電路）電源在大約 30 年前商業(yè)化。

當時，我研究了CE標志，用于出口歐盟半導體制造設(shè)備，并研究了提高電源功率因多變性的方法，以實現(xiàn)符合歐盟法規(guī)保護環(huán)境安全的產(chǎn)品。 PFC 電源在安全方面的弱點是電源內(nèi)部存在 385V 的高電壓。 此外，為了生產(chǎn)這種PFC電源，我們被迫采用歐盟開發(fā)的PFC控制IC和高耐壓MOSFET。 此外，還需要420V以上的高壓電解電容器，在技術(shù)和價格方面，當時電源的門檻非常高。

當時最擔心的是PFC電源的安全性。 PFC 電源只是一個良好的環(huán)境圖像，效率低下，對安全性和可靠性相當擔憂。 因此，在不使用PFC電源的情況下，我們考慮了提高功率因征的方法。 該方法是對半導體制造設(shè)備采用的三相電源進行全波整流，以擴大整流二極管的導通角，從而提高功率因數(shù)的方法。

此外，如果對三相AC200V電源進行全波整流，則電壓約為DC280V，電解電容器的耐壓為330V就足夠了。 通過清除目標“功率因多 0.9”，我們能夠生產(chǎn)安全、可靠、低成本的電源以及效率。 然而，自那時起，PFC電源也開始應(yīng)用于出口到歐盟的單電源，因此不再采用三相電源全波整流方法。

PFC 電源的另一個弱點，在維修中可見

目前，筆者主要從事電源設(shè)備的維修工作已有十多年了。 在維修經(jīng)驗中，PFC 電源的另一個弱點是可見的。 這就是PFC電源在高頻下對電解電容器進行充電和放電的方法。 如果以高頻充電和放電，電解電容器的內(nèi)部電阻 （ESR） 會提高溫度，電解電容器的劣化會降低容量。 當電解電容器的容量降低時，整流電壓降低，從電源線捕獲的高頻電流增加。 因此，噪聲濾波器、電解電容器和PFC控制的晶體管可能會過熱并發(fā)生燒壞事故。 交流輸入中有一個保險絲，作為保護燒壞的最后堡壘。 PFC 電源由于保險絲斷開而停止工作，以防止燒壞。

PFC 電源的使用壽命接近，圖 1 和圖 2 顯示了保險絲斷開的電源維修示例的照片。

圖 1：保險絲斷開電源維修示例 （1）

圖 2：保險絲斷開電源維修示例 （2）

圖 1 和圖 2 是同一系列中容量不同的電源，但保險絲、晶體管和電解電容器的三個組件在套件中以相同的方式損壞。 讓我們來解釋一下電源損壞的流程。

當電解電容器在高頻下反復充放電時，電解電容器的內(nèi)部電阻（ESR）被加熱，容量隨時間逐漸降低。 之后，為了保持二次側(cè)的輸出，晶體管的輸入電流在主側(cè)增加，晶體管短路損壞，整流電壓的正負（GND）短路。 因此，保險絲在電源輸入中流動大電流并斷開。

缺點是，在抖動電路中，

它不是 PFC 電路，但類似的電路具有抖動電路。 這種方法似乎是國內(nèi)電源制造商的專利。 輸入電壓為 AC100V 至 200V。 在此方案中，主側(cè)的電解電容器可以使用耐壓為 200V 的電解電容器。 因此，在價格方面，這是一個有利的電路。 抖動電路故障的照片如圖 3 所示。

圖 3：抖動電路故障示例

可以看出，圖3中初級整流的電解電容器的耐壓使用200V。 由于可以使用中壓電解電容器，因此在成本上是有利的。 然而，當電解電容器的容量耗盡時，電解電容器右側(cè)的浪流電路的電容器會燒壞。 抖動電路是變壓器、電解電容器和晶體管的串聯(lián)電路，但電解電容器被加熱，以便向電解電容器提供高頻電流，電容容易降低。 電容降低后，產(chǎn)生子電源的二極管發(fā)生過熱，導致短路損壞。 子電源的電壓降低，開關(guān)操作停止，因此保險絲不會關(guān)閉。

目前，開關(guān)電源可能導致火災(zāi)

非 PFC 電源的普通開關(guān)電源也可能起火。 這也是由于高頻電流。 在電氣設(shè)備的長期運行中，主電源的電解電容器容量逐漸降低。 因此，開關(guān)電源的高頻電流增加。 由于輸入電路的噪聲濾波器通常流過交流電源的 50/60Hz 低頻電流，因此當高頻電流流動時，噪聲濾波器被加熱，盡管溫度很少上升。 在垂直安裝的設(shè)備（如電視）中，電解電容器可以安裝在噪聲濾波器的正上方。 因此，電解電容器在噪聲濾波器的熱量下被加熱，電解質(zhì)的泄漏被加速，泄漏的液體流入噪聲濾波器的正下方。 在普通家庭中，電氣設(shè)備周圍的灰塵很容易進入設(shè)備內(nèi)部，當噪聲過濾器被電解液弄濕時，灰塵會粘附在設(shè)備內(nèi)部。 當噪聲過濾器在此狀態(tài)下進一步加熱時，如果附著的灰塵中有塑料纖維，則點火溫度約為 200°C，存在電氣設(shè)備燒壞的風險。 噪聲濾波器燒壞的示例照片如圖 4 所示。

圖 4：噪聲濾波器燒壞的示例

圖4左邊是電解電容器泄漏的電解質(zhì)，流到直接下面的部件和噪聲過濾器，從灰塵附著的噪聲過濾器冒煙的照片。 圖 4 右側(cè)是清潔噪聲濾波器后的照片，可以看出噪聲濾波器的金屬部分在高溫下變色。

因此，在開關(guān)電源中，當初級整流的電解電容器的容量降低時，高頻電流流動，噪聲濾波器過熱，電氣設(shè)備燒壞的風險很高。 參考過去文章中介紹的噪聲濾波器過熱的照片（絕緣片的熱歷史描述，電源故障的原因），圖 5 中重新列舉了這些照片。

圖 5：噪聲濾波器過熱的示例

圖 5 左側(cè)是電源部件表面的照片，右側(cè)是絕緣片的照片。 紅色箭頭，但絕緣片變黑，最變色的地方是電源噪聲濾波器的位置。 因此，當初級整流的電解電容器惡化時，高頻電流增加，噪聲濾波器被很好地理解為過熱。

我們應(yīng)該早點關(guān)掉電源，以防止燒壞事故。

到目前為止，許多電源修復和這種經(jīng)驗已經(jīng)表明，如何安全地停止電源。 這是一種更安全的方式，而不是關(guān)閉保險絲，使電源輸入過流，并停止電源燒壞。 為此，您可能需要監(jiān)控噪聲濾波器的溫度并關(guān)閉電源。 例如，如果通過關(guān)閉溫度保險絲來關(guān)閉電源，當溫度保險絲變?yōu)楦邷貢r連接到噪聲濾波器，則可以在電源部件燒壞之前安全地停止電源。 在這種情況下，通過更換溫度保險絲和電解電容器，也可以以較低的成本修復電源。

現(xiàn)在，開關(guān)電源和 PFC 電源是不可否認的。 現(xiàn)在，當電解電容器使用壽命延長時，可以減少電氣設(shè)備的燒壞事故。